專利名稱:無氰刷鍍金的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于無氰多元絡(luò)合金鹽的制備、無氰刷鍍金溶液的配制及其刷鍍工藝條件的發(fā)明。
刷鍍技術(shù)，在近十幾年來國(guó)內(nèi)外發(fā)展很快。但刷鍍金到目前為止，基本上還是沿用有槽電鍍?nèi)芤褐谐Ｓ玫暮杌锏呐浞?，這種溶液的致命缺點(diǎn)是劇毒性。既使是采用微量氰根離子CN-作絡(luò)合劑或穩(wěn)定劑的酸性溶液，在刷鍍施工時(shí)也會(huì)散發(fā)出氣味難嗅的劇毒性氰氫酸HCN↑，有害于人體健康，也污染環(huán)境。刷鍍通常是對(duì)不解體的器物進(jìn)行修復(fù)，或是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形體高大、無法進(jìn)行有槽電鍍等工藝的器物進(jìn)行表面處理。例如大型電子設(shè)備、工藝品、船舶、飛機(jī)、汽車、古建筑的金寶頂、金塔、紀(jì)念碑、銅佛像及大型雕塑等的修復(fù)或進(jìn)行表面處理，都需在設(shè)有具備排污設(shè)施的現(xiàn)場(chǎng)施工。為了避免對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及器物的污染，只能采用無毒刷鍍?nèi)芤骸?duì)上述器物的刷鍍金也是一樣，應(yīng)采用無氰的溶液。
現(xiàn)在，無氰的電鍍金溶液已有許多專利和資料。這類有槽電鍍金溶液通常是用亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、蘋果酸鹽等作單元絡(luò)合劑或螯合劑。這種無氰絡(luò)合劑配制的溶液，工藝條件要求比較苛刻，PH值狹窄，一般為8.5～9.5之間。PH值小于8.5，溶液變得不穩(wěn)定。工作溫度高，溶液需在60～70℃，并需不斷攪拌情況下才能鍍得質(zhì)量好的金層。有槽電鍍金溶液的主鹽金離子濃度較低，沉積速度慢，這樣就不適宜作為刷鍍金用的溶液。
本發(fā)明的目的是要配制一種無氰刷鍍金溶液，達(dá)到無毒無污染，沉積速度快，工藝條件寬，金層質(zhì)量好，又適用于各種器物和場(chǎng)所進(jìn)行施工的要求，以取代傳統(tǒng)的鎏金技術(shù)和部份有槽電鍍金的工藝。上述目的可以通過權(quán)利要求
1所寫的技術(shù)特征予以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明是適合刷鍍金的特點(diǎn)和要求，采用含硫化合物(如亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等)與多齒配位基的脂肪胺(如乙二胺、三乙醇胺、乙二胺四乙酸等)或醇酸類鹽(如檸檬酸鹽、酒石酸鹽等)合成金的多元絡(luò)合物。用這種無氰多元絡(luò)合物，可以制備成固體的多元絡(luò)合金鹽，也可以直接配制刷鍍純金或金合金的溶液。這種多元絡(luò)合物配制的無氰刷鍍金溶液，顯示出許多優(yōu)異的特性。溶液的穩(wěn)定性好，PH值范圍寬，PH值5-11范圍內(nèi)，溶液也沒有分解物。刷鍍的工作溫度可以在5-65℃條件下施工，主鹽的金離子濃度可在10～150克/升，其電導(dǎo)率高，沉積速度快，耗電系數(shù)小。
本發(fā)明提出的含金多元絡(luò)合物，除有硫化物的酸根(如SO2-2)外，還有多齒配位基離子或中性分子。其分子式為Me〔NAu(SO3)2〕。
式中的Me為一價(jià)或兩價(jià)以上的陽離子;N為多齒配位離子或中性分子。
本發(fā)明提出的多元絡(luò)合金鹽的制備方法根據(jù)需用金量的多少，取一定數(shù)量的氯化金(如Aucl2)或雷酸金Au(NH3)3(OH)3倒入亞硫酸鹽飽和水溶液中溶解。亞硫酸鹽的用量可以根據(jù)絡(luò)合物分子量計(jì)算，例如用亞硫酸鈉時(shí)，每1克金Au需3.2克的無水亞硫酸鈉，將其溶解于蒸餾水或去離子水里。氯化金或雷酸金是在攪拌的情況下緩慢地加入亞硫酸鹽溶液，待其溶液澄清后再加入一定數(shù)量的多齒配位物質(zhì)，例如乙二胺，則按每1克金加入0.5～1ml的濃乙二胺。也可用稀釋后的乙二胺，但其數(shù)量則相應(yīng)增加。加入多齒配位化合物時(shí)應(yīng)攪拌，并有白色或黃白色的多元絡(luò)合金鹽析出，待析出的結(jié)晶鹽沉淀后，用過濾器濾去清液，并用蒸餾水或弱堿去離子水洗滌2～4次，然后進(jìn)行干燥并收集保存。
倘若現(xiàn)配現(xiàn)用的刷鍍金溶液，其多元絡(luò)合物可不制成固體金鹽。加入多齒配位物質(zhì)后，即可在溶液里按配方規(guī)定的數(shù)量加入其它成份。
配制多元絡(luò)合物的成份，其數(shù)量并不很嚴(yán)格，可以多于理論計(jì)算的數(shù)量，因?yàn)檫@些物質(zhì)稍多時(shí)有利于溶液的穩(wěn)定性。特別是利用結(jié)晶析出的多元絡(luò)合金鹽配制溶液時(shí)，過量的SO2-3、乙二胺都具有良好的還原作用，可提高多元絡(luò)合金鹽的溶解性。
本發(fā)明的刷鍍金溶液，其主鹽金離子濃度可以在5～150克/升范圍內(nèi)調(diào)整。這要依據(jù)被刷鍍的器物表面狀態(tài)、物體大小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度來確定。對(duì)刷鍍來說，主鹽金屬離子濃度越高，其沉積速度越快，可以提高生產(chǎn)效率。但是，由于黃金的貴重，刷鍍時(shí)應(yīng)盡量減少或不允許有損失。對(duì)復(fù)雜器物或高大器物刷鍍時(shí)，操作者既使特別細(xì)心，也難于避免有損失的現(xiàn)象。主鹽金離子濃度大的溶液那怕流失甚少，也會(huì)造成很大的損失價(jià)值。所以，通常采用含金量為20～40克/升的溶液較適宜的。本溶液中除主鹽絡(luò)合成份外，還應(yīng)加入各種添加劑，如堿金屬檸檬酸鹽、酒石酸鹽、磷酸鹽、葡萄糖酸鹽之類的緩沖劑或?qū)щ婝}，也可用其銨或胺鹽。
該溶液雖然具有很寬的PH值范圍，但是，由于刷鍍對(duì)象的要求，通常需要有堿性、酸性及中性溶液。比如電子線路板，適宜用酸性或中性溶液進(jìn)行刷鍍?？梢杂脽o機(jī)或有機(jī)酸和堿調(diào)節(jié)酸堿度。例如磷酸、硼酸、檸檬酸、酒石酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氯化氨等。
本發(fā)明的溶液，倘若用上述有機(jī)添加劑和調(diào)節(jié)PH值的有機(jī)酸時(shí)，溶液中最好加入0.1～0.3克/升的抗霉劑，例如苯甲酸、山梨酸、石碳酸等，以提高溶液的穩(wěn)定性，同時(shí)還能起到增光效果。
需要刷鍍硬金或金合金時(shí)，可以在本發(fā)明的溶液中添加適量的金屬可溶性鹽或其絡(luò)合物、螯合物，最好是以絡(luò)合物或螯合物的形式加入。這些金屬元素為鎳、銀、銅、鎘、鋅、鐵、錫、銦、鈷、銻、鉬、鎢、鈦等。這些金屬元素還有利于提高刷鍍金屬的光亮度和調(diào)整刷鍍金層色澤。
本刷鍍金溶液電導(dǎo)性強(qiáng)，用交流電橋法測(cè)得其電導(dǎo)率X為1.11×10～1.23×10-2Ω-1cm-1;耗電系數(shù)低，在0.005～0.006安培小時(shí)/分米2·微米;沉積速度快，刷鍍的陰陽極相對(duì)速度為20～60米/分，還具有孔隙率小等優(yōu)異特性。
幾種有代表性的刷鍍金溶液配方如下例1金(以Na4〔citAu(SO3)2〕形式) 40克/升檸檬酸銨 30-50克/升乙二胺 0.5-5毫升/升苯甲酸 0.1-0.3克/升檸檬酸(調(diào)節(jié)PH值) 適量PH值5-6.5刷鍍電壓1-5伏 1-5伏陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度20-60米/分耗電系數(shù) 0.0055安培小時(shí)/分米2·微米注cit為檸檬酸根縮寫式。
例2金(以Na〔enAu(SO3)2〕形式)20克/升酒石酸鉀 80-120克/升苯甲酸或山梨酸 0.1～0.5克/升酒石酸(調(diào)節(jié)PH值) 適量PH值6～7.5刷鍍電壓2～5伏陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度20～60米/分耗電系數(shù) 0.0059安培小時(shí)/分米2微米注en為乙二胺縮寫式例3金(以Na4〔citAu(S3)2〕形式) 20克/升檸檬酸銨 30克/升乙二胺 0.5毫升/升鎳(以EDTA或en的絡(luò)合物加入) 8～12克/升PH值(用檸檬酸或氫氧化銨調(diào)節(jié)) 6.5-7.5刷鍍電壓2-6伏耗電系數(shù)0.006安培小時(shí)/分米2·微米陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度20～60米/分用本配方可以刷鍍光亮的淺金黃色的金鎳合金。
例4金(以Na〔enAu(SO3)2〕形式) 30克/升酒石酸鉀 80-100克/升酒石酸銻鉀 10-30克/升苯甲酸或石碳酸 0.1-0.3克/升酒石酸或氫氧化銨(調(diào)PH值) 適量PH值8刷鍍電壓2-6伏耗電系數(shù)0.0058安培小時(shí)/分米2·微米陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度20-60米/分用此配方可以得到光亮的玫瑰金色金銻硬金層。
例5金(以Na4〔citAu(SO3)2〕形式) 30克/升檸檬酸鈉 30-60克/升磷酸氫二鉀 30-40克/升磷酸(調(diào)節(jié)PH值) 適量PH值5-6
刷鍍電壓2-6伏耗電系數(shù)0.006安培小時(shí)/分米2·微米陰陽極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度20-60米/分
權(quán)利要求
1.一種無氰電鍍金溶液的絡(luò)合物是選用亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽，本發(fā)明的特征是，上述含硫化合物與多齒配位基的脂肪胺或醇酸類鹽合成金的多元絡(luò)合物配制成無氰刷鍍金溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的刷鍍金溶液，其特征是，其分子式為Me〔NAu(SO3)2〕。式中Me為一價(jià)或兩價(jià)以上的陽離子;N為多齒配位離子或中性分子。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的刷鍍金溶液，其特征是，采用有機(jī)添加劑和有機(jī)酸調(diào)PH值時(shí)，溶液中加入0.1～0.3克/升的抗霉劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3的刷鍍金溶液，其特征是，抗霉劑可以是苯甲酸或山梨酸或石碳酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2的刷鍍金溶液，其特征是，其分子式為Na4〔Cit-Au(SO3)2〕。式中Cit為檸檬酸根縮寫式。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5的刷鍍金溶液，其特征是，乙二胺0.5～5毫升/升或苯甲酸0.1～0.3克/升作穩(wěn)定劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求
2的刷鍍金溶液，其特征是，分子式為Na〔enAu-(SO3)2〕。式中en為乙二胺縮寫式。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7的刷鍍金溶液，其特征是，苯甲酸或山梨酸0.1～0.5克/升作抗霉劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1的刷鍍金溶液，其特征是，刷鍍硬金或金合金時(shí)，添加適量的金屬可溶性鹽或其絡(luò)合物或其螯合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的刷鍍金溶液，其特征是，添加的金屬可以是鎳、銀、銅、鈦、鎘、鋅、鐵、錫、銦、鈷、銻、鉬、鎢。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10的刷鍍金溶液，其特征是，鎳以乙二胺絡(luò)合物加入，可以刷鍍金鎳合金。
12.根據(jù)權(quán)利要求
11的刷鍍金溶液，其特征是，鎳絡(luò)合物的含量為8～12克/升。
13.根據(jù)權(quán)利要求
10的刷鍍金溶液，其特征是，銻以酒石酸銻鉀形式加入，可以刷鍍金銻硬金。
14.根據(jù)權(quán)利要求
13的刷鍍金溶液，其特征是，酒石酸銻鉀為10～30克/升。
專利摘要
本發(fā)明的無氰刷鍍金溶液，為解決以往有氰刷鍍金的有毒和污染問題，選用亞硫酸鹽或硫代硫酸鹽與多齒配位基的脂肪胺或醇酸類合成金的多元絡(luò)合物。用于對(duì)不解體器物進(jìn)行修復(fù)，或?qū)o法進(jìn)行槽鍍的器物進(jìn)行表面處理。
文檔編號(hào)C25D3/48GK85103632SQ85103632
公開日1986年11月26日 申請(qǐng)日期1985年5月27日
發(fā)明者梁旭東, 丁汀, 鄭清, 李兆亭, 楊國(guó)臣, 馬玉山 申請(qǐng)人:國(guó)營(yíng)青云儀器廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan